一种基于离散点的透明折射算法

传统真实感图形绘制所采用的造型都是基于多边形的表示方法 ,由于该方法存在着一些不足之处 ,为此提出了一种基于离散点的表示方法 ,该方法首先求出场景中 ,曲面上的某些离散点 ,然后将这些离散点排列成若干序列并存储 .同时也提出 ,并实现了一种基于离散点的透明折射算法 ,该算法的关键就是如何确定检测线段 ,由于只有该检测线段上的像素对应序列中的点才有可能在折射线上 ,这样就抛弃了大量的不需要参与运算的点 ,因此可减小计算量 .试验结果表明 ,该表示方法及透明折射算法可以较准确、真实地反映实际场景中的透明现象 .     

一种基于统计窗的纹线距离估计方法

纹线距离在自动指纹识别中有着广泛的应用 .但迄今为止 ,研究纹线距离估计的文献并不多见 ,且所述方法对质量较差的指纹图象的处理效果也不尽如人意 .为了对质量较差的指纹图象进行可靠的纹线距离估计 ,提出了一种基于统计窗的纹线距离估计方法 ,该方法是首先将指纹图象分成互不重叠的块 ,并为每块图象定义统计窗和基线 ,然后采用距离统计的方法来获取统计窗内的指纹纹线分布 ,进而估计每块图象的纹线距离 .部分典型图象的实验结果证明 ,该方法是有效的 .     

凸多边形窗口线裁剪的新算法

凸多边形窗口的线裁剪是用多边形窗口裁剪多边形的基础 .为此 ,提出了凸 n边形窗口的线裁剪新算法 .新算法与 Cyrus- Beck算法相比 ,当 n较大时 ,新算法的乘法大约只有 Cyrus- Beck算法的 1/ 3且仅用 4次除法 .因此 ,新算法大大地加快运算速度 .     

一种基于图分解的几何约束求解方法

为了提高几何约束求解的效率和鲁棒性 ,对基于图的构造方法进行了改进 ,即加入虚约束进行扩展和过约束问题的一致性判定 ,提出了一种基于图分解的方法 ,用此方法可以处理包括完全约束、过约束和欠约束等多种情况的约束求解问题 ,另外 ,在该方法中还通过引入分解树将约束求解的范围由整体下降到局部 ,使大部分求解过程能够采用几何求解实现 ,提高了求解和后续修改的效率 ,通过实验数据测试证明 ,该方法对于大型约束求解问题可以达到实时处理的效果 ,具有较强的实用性     

基于环链的多面体剖分快速算法研究

利用环链提出了一种对任意多面体不添加顶点的凸剖分快速方法 ,它对多面体的剖分个数接近最少 .该方法首先从多面体的棱和对角棱所构成的所有环中 ,以最小周长选取一个最好的环 ,然后利用这个环的各个边所形成的一系列面 ,对多面体进行一次剖分 .实验证明 ,这种方法可找到对多面体不添加顶点剖分的最好剖分面 ,使剖分的次数接近最少 ,具有较好的实用价值和广泛的应用前景 .     

基于边界相邻三点的区域遍历算法

首先基于边界上当前像素与前后两个相邻像素的坐标关系 ,定义并构造出边界像素与连通闭区域内 ,某些像素之间的联系 ,然后通过枚举各边界像素类型及其特点分析 ,提出了一种用于判定 ,并找出区域内与当前边界像素具有这种联系的像素系列 ,进而遍历出任意连通闭区域 (像素边界线可为任意复杂曲线的单连通或者复连通闭区域 )的像素遍历算法 .该算法在适应性及时间与空间性能等许多方面均很好地满足了诸如任意连通闭区域的填充和点在各种复杂区域的判定与跟踪等方面的应用需要 ,同时 ,它对闭区域像素的描述方法也为开展如何更有效地表示闭区域的研究提供了一种有益的参考 .     

基于GIS和分形理论的海岸线模拟方法研究

为了探讨形如海岸线等不规则曲线的微观结构、模拟方法以及它是否具有相似性等特征 ,在有关研究基础上 ,以江苏省海岸线为例 ,结合分维的计算方法 ,利用“中点随机细分内插法”和“改进后的科契曲线法”探讨了海岸线的模拟生成方法 ;着重介绍了“改进后的科契曲线法”的具体实现原理和模拟过程 .在此基础上 ,根据不同的条件和模拟要求 ,不仅可以模拟一段海岸线 ,计算其相应分维值的大小 ,同时也能在一定范围内生成指定大小维数的海岸线 .通过对该方法的运用以及在 GIS技术的支持下 ,设计了一个分形模拟实用程序 ,并对该程序做了简单介绍和功能分析 ,利用该程序对比例尺为 1∶ 2 0 0 0 0 0 0的江苏省海岸线进行了实际模拟 ;模拟结果表明 ,模拟出的海岸线是自相似的 ,具有分形性质 ,且采用 GIS技术对之进行模拟也是切实可行的     

遗传模拟退火算法在约束求解中的应用

将遗传模拟退火算法应用于约束求解中 ,提高了约束系统求解的鲁棒性和效率 .与 Newton- Raphson数值方法相比 ,由于遗传模拟退火算法是一种单纯的数值迭代方法 ,不涉及到矩阵求逆 ,因此克服了 Newton- Raphson法对初始值敏感的缺点 ,具有很强的鲁棒性 ;与其他利用 BFGS的优化算法相比 ,由于遗传模拟退火算法是在一个初始的解空间中搜索所有可能的解 ,因此克服了 BFGS优化算法对良约束多解情况只能求出一个解的缺点 ;由于遗传模拟退火算法是将约束问题转化为优化问题后才进一步求解 ,因此其可以处理过约束一致和欠约束的问题     

一种通用的植物逼真几何建模方法

针对使用 L 系统进行植物几何建模的具体过程随规则定义的变化而变化的问题 ,提出了一种较为通用的基于 L 系统规则语言分析器的解决方法 ,即通过归纳和抽象得到可以定义多种 L 系统规则的语言 L- plants,并为其构造语言分析器 ,完成 L 系统开始状态和规则的识别 ,进行规则替换 ,以形成最终的字符串 ,最后使用形状语法对字符串进行解释 ,建立出植物的几何模型 .实验证明 ,该方法可以较大幅度地提高植物几何建模的效率     

步进立方体算法的SOB数据结构的改进

为了对步进立方体算法进行加速,首先分析了在等值面生成时此算法出现蜕变点的原因1,并提出了相应的解决方法;然后论述了一种加速步进立方体方法的数据结构——基于层和对象(SOB)的结构,并同八叉树和行程编码方法进行了比较.实验数据表明当数据体中存在一个对象时,SOB方法和八叉树方法的绘制时间没有大的差别,而当数据体中存在多个对象或等值面时,虽然八叉树方法的绘制时间是SOB方法的几倍,但SOB方法的存储容量要比八叉树方法大一些.可见,在数据量不是很大的情况下,以差别不大的存储空间来换取较少的等值面生成时间是可行的,其比八叉树方法有较高的效率,尤其在用户需要选择感兴趣的对象进行绘制时,比八叉树和行程编码更具有灵活性.     

基于最小圆柱区域的锥束CT快速图像重建

传统锥束CT通常选取立方体或其内切圆柱作为图像重建的区域,因此考虑到工业CT重建目标尺寸差异较大的特点,提出了一种基于最小圆柱区域的快速三维图像重建方法。首先由不同视角下的锥束投影数据通过直线扫描转换算法构建重建目标的最小区域包络图;然后通过区域填充方法来进一步确定最小区域包络;在此基础上,采用中点圆算法得到最小圆柱区域的半径。该方法能够根据重建目标的尺寸自适应地确定最小圆柱重建区域,从而减少了不必要的计算。实验结果表明,该方法有效地提高了ART算法的重建速度,同时取得了较好的重建质量。     

平面立体三维重建多解的新算法

文章从多解问题的分析入手,对已获取的三维线框,通过一定的条件,确定出点、线、面中的必真元素。然后根据线面之间的关系,来判断出其他元素的真伪,由此解决了重建平面立体中的多解问题。     

基于Shepp-Logan头模型的锥束CT仿真投影快速计算

针对三维Shepp-Logan头模型投影仿真,提出了一种快速并行投影计算方法。首先依次计算三维射线与各椭球的交点,然后对交点序列进行排序,用排序后的交点序列来确定射线穿过模型的区域编号及长度,最后将每个区域内的投影累加得到射线的投影值。在此基础上,将计算任务分解为4个独立的子任务,通过多线程技术在多核平台上实现了锥束CT仿真投影的快速并行计算。实验结果表明,该方法非常有效,在四核平台上取得了约3.5倍的加速比;图像重建结果验证了该方法生成的投影数据是准确的。     

A New Model and Reconstruction Method for 2D PET Based on Transforming Detector Tube Data into Detector Arc Data

The popular Radon transform approximation used in the modeling and reconstruction of positron emission tomography (PET) images fails to account for the non-trivial size of PET detectors. Currently, all reconstruction algorithms which account for detector width are based on the iterative EMML (expectation maximization maximum likelihood) method which uses computational approximations of the true point spread function. Starting with the angle-of-view model for the point spread function, a new integral equation model is obtained by applying a simple linear transformation to the emission sinogram which produces detections in arcs of various widths, instead of the usual detector tubes. In this paper, an exact mathematical representation for the new point spread function is obtained in terms of line integrals involving the Green's function and Poisson kernel for the unit disk. By applying appropriate mathematical transforms, this representation leads to a method for reconstructing two dimensional PET images in terms of an orthogonal basis consisting of tensor products of classical harmonics and Bessel functions. The paper contains details of the mathematical derivation of the representation for the point spread function, and the resulting reconstruction technique. It also contains numerical results which indicate that this new method produces images which are comparable (and sometimes superior) in quality to the EMML method, with a reconstruction speed which is similar that of the filtered back projection method.     

基于仿射点对应的分层重构

提出了一种基于仿射点对应的分层重构方法,所谓仿射点对应是指相差一个仿射变换的两个空间点集的图像对应．该方法主要分为以下三个步骤：首先,从点对应计算准仿射重构;然后,由仿射点对应的准仿射重构建立一个三维射影变换,并利用这个射影变换的特征向量来确定无穷远平面,从而得到仿射重构;最后,从仿射重构所获得的无穷远平面单应矩阵标定摄像机内参数,进而得到度量重构．在上述三个步骤中,第二个步骤是最关键的,即如何确定对应于无穷远平面的特征向量,这也是该文的新思想和主要贡献所在．仿真和真实图像实验均表明,该文的方法是有效的,并且有很好的鲁棒性．     

基于控制顶点扰动的平面二次曲线重构

基于控制顶点扰动的思想提出了一种新的曲线重构算法,用于构造一条分段二次B样条曲线来逼近平面上的散乱数据点．逐个输入数据点后,通过对控制顶点进行扰动来求取新的控制顶点．重构曲线的最终控制网格可通过求解一个非线性优化问题获得．一系列实验表明：该算法在经过少数几步迭代后很快就能收敛．该算法几何直观性强、操作简单,对平面上具有不同形状和不均匀采样误差的散乱数据都能得到很好的重构效果     

基于隐式T样条的曲面重构算法

提出隐式T样条曲面，将T网格从二维推广到三维情形，同时利用八叉树及其细分过程，从无结构散乱点数据集构造T网格，利用曲面拟合模型将曲面重构问题转化为最优化问题；然后基于隐式T样条曲面将最优化问题通过矩阵形式表述，依据最优化原理将该问题转化成线性方程组，通过求解线性方程组解决曲面重构问题；最后结合计算实例进行讨论．该方法能较好地解决曲面重构问题，与传统张量B样条函数相比，能效地减少未知控制系数与计算量．     

平面无序点集曲线重建的跟踪算法

由无序离散点集重建出曲线曲面模型,在反求工程与计算机视觉中都有着广泛的应用.根据实际采样中离散点分布相对集中的特点,给出了一个用简单曲线拟合平面上的无序点集的跟踪算法.该方法仅从当前跟踪点的邻近点集与曲线重建光顺准则出发,无须迭代,可快速、有效地跟踪得到无序点集的一个中轴点列,最后再由此点列拟合出参数曲线.实验结果表明,该方法是一个简单、有效的曲线重建方法.     

基于1维子空间的3维重建算法

为了重建3维场景,假设相机为正投影模型,提出了一种基于1维子空间的3维重建算法．所有图像序列构成的行向量与3维空间点构成的行向量所生成的子空间是同一线性子空间,而且由第1幅图像点构成的2个行向量外加1个行向量就可以组成该子空间的一个基底．该算法利用上述特性,线性地求取该行向量,最后完成3维重建．模拟实验和真实实验数据结果表明,该重建算法具有鲁棒性好、重投影误差小等优点．     

基于二阶优化的地图重构算法

空间数据可视化是信息可视化的重要组成部分,而地图则是空间数据可视化最常用的载体.生成与传统地图相似的简化地图能够提高研究人员与普通民众对空间数据分析和可视查看的效率和准确率.然而传统通过人工绘制得到重构地图的过程十分烦琐,现有算法生成的重构地图大都由矩形形式组成,导致地图结构化信息缺失.这些因素都会影响重构地图的可视化效果.通过数据简化以缩减边界数据量、直角化与去噪声以规范图形边界和消除边界毛刺、二阶优化求解以得到最优布局效果这3个步骤,实现地图重构及可视化的完整流程.文中选择我国部分省份以及美国除夏威夷和阿拉斯加外的地区作为测试样本.对比现有的空间有序正方化布局算法,该算法能更好地维持重构地图与实际地图在区域形状和邻域关系的相似度.